CNC 서보 시스템 및 가공 정밀도 및 속도 보상 기능

CNC 공작 기계의 전송 메커니즘은 일반적으로 볼 스크류 쌍입니다. 공작 기계의 기하학적 정확도를 보장한 후 공작 기계 축의 역편차와 볼 스크류의 피치 오류는 공작 기계의 위치 결정 정확도와 반복 정확도에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 공작기계 축의 역편차와 볼스크류의 피치 오차를 보정하면 공작기계 정밀도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 수치 제어 시스템은 또한 이 두 가지 보상 매개변수에 대한 특수 매개변수를 설정하고 해당 보상 기능을 제어 시스템의 기본 제어 기능으로 사용합니다.
1. 피치 오류 보상
피치 오차 보상은 주로 CNC 공작기계의 전달 과정에서 각 이송축의 볼스크류에 의해 발생하는 오차를 보상하는 것입니다. 피치 오차 보정은 공작 기계의 기하학적 정확도(예: 베드 레벨, 평행도, 직각도)를 조정한 후 수행됩니다.
공작 기계의 피치 오류 보상 기능에는 선형 축과 회전 축의 두 가지 방법이 포함되어 있으며 각각 선형 축과 회전 작업대의 위치 정확도를 보상할 수 있습니다. 각 좌표축의 공작기계 원점을 기준점으로 하여 원점을 중심으로 동일한 보정간격으로 보정점을 설정하고 그 보정점에서 보정하여 원점을 보정합니다.
CNC 시스템의 피치 오차 보정은 피치 오차 보정 지점 수, 보정 간격, 축의 음수 끝에서 가장 먼 보정 위치(기계 좌표계), 축에서 가장 먼 보정 지점 위치 등의 매개변수를 설정해야 합니다. 축의 양의 끝(기계 좌표계), 보정점의 보정값, 축의 보정점 사이의 거리입니다.
2. 역갭 보상
CNC 공작기계의 이송 전달 체인에는 기어 전달, 볼 나사 및 너트 쌍에 역방향 클리어런스가 있습니다. 작업대가 실제로 움직이지 않는 동안 서보 모터는 역방향 동작 중에 유휴 상태입니다.
세미 폐쇄 루프 서보 시스템을 사용하는 CNC 공작 기계의 경우 역방향 클리어런스가 있으면 공작 기계의 위치 결정 정확도와 반복 정확도에 영향을 미쳐 제품의 가공 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. CNC 시스템의 역방향 클리어런스 보정은 가공 프로세스 중 일부 일반 오류를 자동으로 보정하여 부품의 가공 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 그리고 CNC 공작기계의 사용시간이 길어질수록 마모로 인한 모션쌍 클리어런스의 증가로 역방향 클리어런스가 점차 증가하게 되므로 CNC 공작기계의 각 좌표축의 역방향 클리어런스를 정기적으로 측정하고 보상하는 것이 필요하다. .
3. 열 보상
열보상이란 공작기계의 움직임이나 환경온도 변화에 따른 온도변화로 인해 발생하는 열변형 오차량을 보상하는 것을 말합니다. 공작 기계의 여러 부분에 설치된 온도 센서는 온도 정보를 온도 측정 장치로 보냅니다. CNC 시스템은 수신된 정보와 공작 기계의 작동 상태를 기반으로 현재 열 변형을 계산합니다. 계산된 결과를 바탕으로 각 축의 위치 출력을 보상합니다. 온도 측정 장치는 일반적으로 각 이송축의 전달 메커니즘 근처, 스핀들 박스 근처 및 공작 기계의 움직이지 않는 부분(예: 베드)에 설치됩니다.
수치 제어 시스템에서 열 변형을 계산하는 기본은 열 변형 오류 보상 모델입니다. 공작 기계의 구조가 다르기 때문에 변형과 온도 변화 사이의 모델도 다릅니다. 다양한 온도에서 공작 기계의 각 피드 축의 위치 오류를 측정하고 가열 후 공작 기계의 온도 변화, 환경 온도 변화 및 각 축의 위치 오류 사이의 모델을 설정합니다. 수치제어 시스템은 실시간으로 수집된 온도와 확립된 모델을 기반으로 순간 열변형 오차를 계산할 수 있습니다. 그런 다음 보정 값(열 변형 오차의 역수)을 사용하여 공작 기계의 각 축 변위를 보정합니다.
4. 나노기술
나노 보간 기술은 공작 기계의 가공 정확도를 향상시키기 위해 일부 고급 CNC 시스템에 채택되었습니다. 나노보간(Nano Interpolation)은 CNC 시스템이 서보 컨트롤러에 나노미터 단위의 명령을 생성하여 서보 컨트롤러의 위치 명령을 원활하게 만들어 가공면의 매끄러움을 향상시키는 것을 말합니다.